JP4385565B2 - 回転式圧縮機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転式圧縮機に関し、特に、揺動ピストンに一体的に設けられたブレードがシリンダに保持されて揺動しながら該揺動ピストンがシリンダ室内で公転する動作を行うスイング型（ピストン揺動型）の回転式圧縮機に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、回転式圧縮機として、例えば特開平９−８８８５２号公報に開示されているように、揺動ピストンを備えたスイング圧縮機が知られている。このスイング圧縮機は、一般に、冷凍機の冷媒回路において、ガス冷媒を圧縮するのに用いられている。
【０００３】
スイング圧縮機は、一般に、圧縮機構が概略の横断面構造を図８に示すように構成されている。この圧縮機構（100）は、シリンダ室（101）を区画形成するシリンダ（102）と、シリンダ室（101）を貫通するように配置された駆動軸（103）と、駆動軸（103）の偏心軸（103a）に嵌め込まれてシリンダ室（101）に収納された揺動ピストン（104）とを備えている。シリンダ室（101）は断面が円形に形成されている。駆動軸（103）はシリンダ室（101）と同心上に配置される一方、偏心軸（103a）の中心はシリンダ室（101）の中心から偏心している。
【０００４】
揺動ピストン（104）にはブレード（104a）が一体に形成されており、このブレード（104a）が揺動ブッシュ（105）を介してシリンダに連結されている。具体的には、この揺動ピストン（104）はブレード（104a）が断面略半円形状の一対のブッシュ（105）に挟まれた状態で、該ブッシュ（105）とともに断面円形状のブッシュ孔（102a）に挿入されることによって、ブッシュ孔（102a）の軸心回りに揺動自在に支持されている。
【０００５】
さらに、ブレード（104a）は、その面方向（揺動ピストン（104）の径方向）へブッシュ（105）に対して進退自在に支持されている。また、揺動ピストン（104）は、偏心軸（103a）に摺動自在に嵌め込まれていて、この偏心軸（103a）の回転により、シリンダ（102）の内周面に沿って自転することなく公転する。
【０００６】
シリンダ室（101）は、揺動ピストン（104）とブレード（104a）とにより、低圧の冷媒が吸入される吸入室（106）と、吸入された冷媒を圧縮する圧縮室（107）とに区画されている。シリンダ（102）には、吸入室（106）に連通する吸入口（108）と、圧縮室（107）に連通する吐出口（109）とが形成されている。吐出口（109）の出口側には吐出弁（110）が装着され、吐出弁（110）は圧縮室（107）が所定の吐出圧力に達したときに開かれる。
【０００７】
以上の構成において、上記スイング圧縮機は、偏心軸（103a）の回転に伴って、ブレード（104a）が揺動しながら揺動ピストン（104）がシリンダ室（101）内で公転することにより、シリンダ室（101）に吸入したガス冷媒をその容積変化により圧縮して吐出する。具体的には、上記スイング圧縮機では揺動ピストン（104）の１回の公転動作の前段で行われる圧縮行程によりシリンダ室（101）が吐出圧に達したとき、シリンダ室（101）の内外の差圧が所定値になることで吐出弁（110）が開いて吐出行程が開始され、冷媒が吐出される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、従来のスイング圧縮機では、冷媒の過圧縮損失が比較的大きくなり、圧縮機効率が低下するという問題があった。これは、従来のスイング圧縮機において吐出弁（110）が開く揺動ピストン（104）の位置は、図８に仮想線で示すように通常は下死点を過ぎたところであり、上記吐出行程は、そこからほぼ上死点までの比較的狭い角度範囲で行われるためである。つまり、従来のスイング圧縮機では、この角度範囲が比較的狭いために、吐出行程が短い時間で行われることになって吐出ガスの流速が早くなり、ピーク圧が上昇するとともに冷媒の過圧縮による損失が大きくなり、圧縮機の効率も低下することになっていた。
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みて創案されたものであり、その目的とするところは、スイング圧縮機における冷媒吐出時の過圧縮損失を低減し、それによって効率の低下を防止できるようにすることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、揺動ピストン（28）及びシリンダ室（25）を、非円形で吐出行程の時間が長くなる形状にすることにより、過圧縮を低減するようにしたものである。
【００１１】
具体的に、請求項１及び請求項２に記載の発明は、揺動ピストン（28）に一体的に設けられたブレード（28b）がシリンダ（19）に保持されて揺動しながら該揺動ピストン（28）がシリンダ室（25）内で公転する動作を行う圧縮機構（20）を備えた回転式圧縮機を前提としている。
【００１２】
そして、請求項１に係る回転式圧縮機は、揺動ピストン（28）の外周面形状が非円形に形成されるとともに、シリンダ室（25）の内周面形状が揺動ピストン（28）の揺動時における揺動ピストン（28）の外周面の包絡線に基づいて形成され、さらに、揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状が、該形状を円形としたときよりも揺動ピストン（28）の動作時の圧縮行程が短く、吐出行程が長くなる形状に形成されている。
【００１３】
また、揺動ピストン（28）の外周面は、ブレード（28b）に対して吸入側（28a(s)）が吐出側（28a(d)）よりも径方向外方へ突出する曲面形状に基づいて形成され、ブレード（28b）に対して吐出側（28a(d)）が真円に基づいて形成されている。
【００１４】
上記請求項１の発明においては、揺動ピストン（28）に一体的に設けられたブレード（28b）がシリンダ（19）に揺動可能に保持されていることから、シリンダ室（25）はブレード（28b）を介して吸入室（25a）と圧縮室（25b）とに区画されている。したがって、ブレード（28b）が揺動しながら揺動ピストン（28）がシリンダ室（25）内で公転する動作が行われると、吸入室（25a）及び圧縮室（25b）の容積が変化し、吸入室（25a）での吸入行程と、圧縮室（25b）での圧縮行程及び吐出行程が行われる。
【００１５】
この動作中に吸入室（25a）において吸入行程が完了すると、該吸入室（25a）は圧縮室（25b）となって圧縮行程が開始される。その際、揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状を上記形状に特定したことにより、これらの形状を円形としたときよりも圧縮行程が早く終わり、吐出行程が長く行われる。このように吐出行程が比較的長い時間で行われるので、吐出ガスの流速が遅くなり、抵抗が少なくなることから、上記形状を円形とした場合よりも過圧縮が少なくなる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明は、揺動ピストン（28）の外周面形状が非円形に形成され、且つ、シリンダ室（25）の内周面形状が揺動ピストン（28）の揺動時における揺動ピストン（28）の外周面の包絡線に基づいて形成され、さらに、揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状が、該形状を円形としたときよりも揺動ピストン（28）の動作時の圧縮行程が短く、吐出行程が長くなる形状に形成されている。
【００１７】
また、揺動ピストン（28）の外周面は、ブレード（28b）に対して吸入側（28a(s)）から吐出側（28a(d)）へ向かって径寸法が小さくなるように、渦巻き形状に基づいて形成されている。
【００１８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２記載の回転式圧縮機において、揺動ピストン（28）の外周面が、インボリュート曲線に基づいて形成されていることを特徴としている。
【００１９】
上記請求項２，３に記載の発明は、請求項１記載の回転式圧縮機において揺動ピストン（28）の形状を変更したものであり、動作そのものは請求項１記載の回転式圧縮機と同様である。したがって、吐出行程が比較的長い時間で行われるので、吐出ガスの流速が遅くなり、抵抗が少なくなることから、円形の揺動ピストン（28）を用いた場合よりも過圧縮が抑えられる。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１に記載の回転式圧縮機において、揺動ピストン（28）における吐出側（28a(d)）よりも突出量の大きな吸入側部分（28a(s)）に、空隙部（28c,28d）が形成されていることを特徴としている。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか１に記載の回転式圧縮機において、揺動ピストン（28）における吸入側（28a(s)）よりも突出量の小さな吐出側部分（28a(d)）に、バランスウェイト（28e）が設けられていることを特徴としている。
【００２２】
上記請求項４，５に記載の発明においては、揺動ピストン（28）の吸入側（28a(s)）が吐出側（28a(d)）よりも突出しているのに対して、その突出量の大きな吸入側（28a(s)）に空隙部（28c,28d）を形成するか、その突出量の小さな吐出側（28a(d)）にバランスウェイト（28e）を設けるようにしているので、吸入側（28a(s)）と吐出側（28a(d)）のバランスがとられる。したがって、揺動ピストン（28）の回転が安定する。
【００２３】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか１に記載の回転式圧縮機において、２つの揺動ピストン（28,28）が軸方向沿いに配置されるとともに、各揺動ピストン（28,28）は、吸入側（28a(s)）同士がその軸心を挟んで対向するように配置されていることを特徴としている。
【００２４】
この請求項６記載の発明においては、２つの揺動ピストン（28）が１つの軸上で吸入側（28a(s)）同士が対向するように配置されているため、その回転時のバランスがとられ、より安定した動作が可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態１】
以下、本発明の実施形態１を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
図１及び図２に示すように、本実施形態１に係る回転式圧縮機（1）は、いわゆるスイング圧縮機である。このスイング圧縮機（1）は、ケーシング（10）内に、圧縮機構（20）と圧縮機モータ（30）とが収納され、全密閉型に構成されている。上記スイング圧縮機（1）は、例えば、空気調和装置の冷媒回路中に設けられ、冷媒を吸入、圧縮して吐出するように構成されている。
【００２７】
ケーシング（10）は、円筒状の胴部（11）と、この胴部（11）の上下の端部にそれぞれ固定された鏡板（12，13）とによって構成されている。胴部（11）には、下方寄りの所定の位置に、この胴部（11）を貫通する吸入管（14）が設けられている。一方、上部の鏡板（12）には、ケーシング（10）の内外を連通する吐出管（15）と、図示しない外部電源に接続されて圧縮機モータ（30）に電力を供給するターミナル（16）とが設けられている。
【００２８】
圧縮機構（20）は、ケーシング（10）内の下部側に配置されている。圧縮機構（20）は、シリンダ（19）と、このシリンダ（19）のシリンダ室（25）の内部に収納された揺動ピストン（28）とを備えている。シリンダ（19）は、環状のシリンダ部（21）と、このシリンダ部（21）の上部開口を閉塞するフロントヘッド（22）と、シリンダ部（21）の下部開口を閉塞するリヤヘッド（23）とから構成されている。そして、シリンダ部（21）の内周面と、フロントヘッド（22）の下端面と、リヤヘッド（23）の上端面との間に、シリンダ室（25）が区画形成されている。
【００２９】
圧縮機モータ（30）は、ステータ（31）とロータ（32）とを備えている。ステータ（31）は、圧縮機構（20）の上方でケーシング（10）の胴部（11）に固定されている。
【００３０】
ロータ（32）には駆動軸（33）が連結されていて、ロータ（32）と共に駆動軸（33）が回転する。駆動軸（33）は、シリンダ室（25）を上下方向に貫通している。フロントヘッド（22）とリヤヘッド（23）には、駆動軸（33）を支持するための軸受部（22a，23a）がそれぞれ形成されている。
【００３１】
また、駆動軸（33）には、その軸方向に縦貫する給油路（図示省略）が設けられている。さらに、駆動軸（33）の下端部には、油ポンプ（36）が設けられている。そして、この油ポンプ（36）によって、ケーシング（10）内の底部に貯留されている潤滑油を、上記給油路内を流通させて圧縮機構（20）の摺動部へ供給するように構成されている。
【００３２】
駆動軸（33）には、シリンダ室（25）の中に位置する部分に偏心軸（33a）が形成されている。偏心軸（33a）は、駆動軸（33）よりも大径に形成され、駆動軸（33）の軸心から所定量偏心している。そして、偏心軸（33a）には、圧縮機構（20）の揺動ピストン（28）が摺動自在に嵌め込まれている。
【００３３】
揺動ピストン（28）は、図２に示すように、環状の本体部（28a）と、本体部（28a）の外周面の１箇所から径方向外側に突出して延びる板状のブレード（28b）とが一体的に形成されている。揺動ピストン（28）のブレード（28b）と本体部（28a）とは、一体形成か、または別部材を一体的に固着することにより形成されている。本体部（28a）はシリンダ室（25）の内部で公転可能に構成され、ブレード（28b）はシリンダ（19）に揺動可能に保持されている。
【００３４】
揺動ピストン（28）は、外周面形状が非円形で、いわゆる卵形に形成されている。この揺動ピストン（28）の外周面は、ブレード（28b）に対して図の右側（吸入側）の部分（28a(s)）が、左側（吐出側）の部分（28a(d)）よりも突出するように、楕円などの曲面形状に基づいて形成されている。一方、揺動ピストン（28）の外周面は、ブレード（28b）に対して吐出側の部分（28a(d)）が真円に基づいて形成されている。
【００３５】
この揺動ピストン（28）は、卵形になった本体部（28a）の外周面が、シリンダ部（21）の内周面とある一点において接触するか、もしくはその一点で最小隙間となるように近接する構成になっている（以下の説明では、表現が冗長になるのをさけるため、「接触」と「近接」のうち「接触」のみを言うこととする）。そして、シリンダ室（25）の内周面形状は、揺動ピストン（28）とは違って、真円と楕円とを組み合わせた単なる卵形でなく、該揺動ピストン（28）の揺動時における該揺動ピストン（28）の外周面の包絡線に基づいた形状に形成されている。つまり、シリンダ室（25）の内周面は、揺動ピストン（28）の動作に合うように、特に吸入側の部分が異形の曲面形状に形成されている。
【００３６】
言い換えると、上記揺動ピストン（28）の外周面及びシリンダ室（25）の内周面は、実質的に全体にわたって接線の傾きが連続的に変化するとともに、その接線の傾きが揺動ピストン（28）側とシリンダ室（25）側とで一致するように形成されている。この構成において「実質的に全体にわたって」としているのは、逆に言うと、揺動ピストンの動作に影響のない範囲であれば部分的には接線の傾きが連続的に変化していなくてもよいことを意味しており、例えば後述の吸入口（41）と吐出口（42）の間など、実質的にシリンダ室（25）を構成しない範囲については、必ずしも接線の傾きが連続的に変化していなくてもよい。
【００３７】
そして、本発明の特徴として、上記揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状は、これらの形状を単なる円形としたときよりも、揺動ピストン（28）の動作時の圧縮行程が短く、吐出行程が長くなる形状に形成されている。
【００３８】
一方、上記シリンダ部（21）には、駆動軸（33）の軸方向と平行に断面円形状のブッシュ孔（21b）が貫通形成されている。ブッシュ孔（21b）は、シリンダ部（21）の内周面側に形成され、且つ周方向の一部分がシリンダ室（25）と連通するように形成されている。ブッシュ孔（21b）の内部には、断面が略半円形状の一対のブッシュ（51,52）が挿入されている。ブッシュ（51,52）は、シリンダ室（25）内の吐出側に配設される吐出側ブッシュ（51）と、シリンダ室（25）内の吸入側に配設される吸入側ブッシュ（52）とから構成されている。そして、揺動ピストン（28）のブレード（28b）は、これらのブッシュ（51,52）を介してシリンダ部（21）のブッシュ孔（21b）に挿入されている。
【００３９】
両ブッシュ（51,52）は、フラットな面同士が対向するように配置されている。そして、この両ブッシュ（51,52）の対向面の間のスペースがブレード溝（29）として形成されている。ブレード溝（29）には、揺動ピストン（28）のブレード（28b）が挿入されている。ブッシュ（51,52）は、ブレード溝（29）にブレード（28b）を挟んだ状態で、ブレード（28b）がその面方向にブレード溝（29）を進退するように構成されている。同時に、ブッシュ（51,52）は、ブレード（28b）と一体的にブッシュ孔（21b）の中で揺動するように構成されている。
【００４０】
なお、この実施形態では両ブッシュ（51,52）を別体とした例について説明したが、両ブッシュ（51,52）は一体としてもよい。
【００４１】
そして、駆動軸（33）が回転すると、揺動ピストン（28）は、ブレード（28）がブレード溝（29）内を進退しながら、シリンダ側の一点（ブッシュ孔（21b）の中心）を軸心として揺動する。この揺動動作により、揺動ピストン（28）とシリンダ部（21）の内周面との接触点が図２において（ａ）図から（ｄ）図へ順に時計周り方向へ移動する。このとき、上記揺動ピストン（28）（本体部（28a））は駆動軸（33）の周りを公転するが、自転はしない。
【００４２】
上記ブレード（28b）は、例えば図２（ｃ）に示すように、シリンダ室（25）を吸入室（25a）と圧縮室（25b）に区画している。シリンダ部（21）には吸入口（41）が形成されている。この吸入口（41）は、シリンダ部（21）をその径方向に貫通しており、一端が吸入室（25a）に臨むように開口している。一方、吸入口（41）の他端には上記吸入管（14）の端部が接続されている。
【００４３】
また、シリンダ部（21）には吐出口（42）が形成されている。この吐出口（42）は、シリンダ部（21）をその径方向に貫通しており、一端が圧縮室（25b）に臨むように開口している。一方、吐出口（42）の他端は、該吐出口（42）を開閉する吐出弁（46）（図２（ａ）参照）を介してケーシング（10）内の吐出空間に連通している。
【００４４】
＜圧縮動作＞
次に、このスイング圧縮機（1）の運転動作について説明する。
【００４５】
圧縮機モータ（30）を起動してロータ（32）が回転すると、該ロータ（32）の回転が駆動軸（33）を介して圧縮機構（20）の揺動ピストン（28）に伝達される。これによって、揺動ピストン（28）のブレード（28b）がブッシュ（51,52）に対して往復直線運動の摺動を行い、且つブッシュ（51,52）が上記ブッシュ孔（21b）内で往復回転運動を行うことで、揺動ピストン（28）はブレード（28b）がブッシュ孔（21b）を中心として揺動しながら本体部（28a）がシリンダ室（25）内で駆動軸（33）を中心として公転し、圧縮機構（20）が所定の圧縮動作を行う。
【００４６】
具体的に、図２において、（ｂ）図に示すように吸入口（41）のすぐ右側でシリンダ部（21）の内周面と揺動ピストン（28）の外周面とが一点で接触する状態から説明する。
【００４７】
この状態でシリンダ室（25）の吸入室（25a）の容積が概ね最小となる。揺動ピストン（28）が図の右回りに公転すると、吸入室（25a）の容積が徐々に拡大し、該吸入室（25a）に低圧の冷媒ガスが吸入口（41）を介して吸入される。この吸入行程において、揺動ピストン（28）が図２（ｃ）に示す下死点に位置したとき、吸入室（25a）の容積は圧縮室（25b）の容積よりも大きくなる。
【００４８】
そして、揺動ピストン（28）が公転を続け、吸入室（25a）の容積がさらに拡大しながらシリンダ部（21）の内周面と揺動ピストン（28）の外周面との接触位置が吸入口（41）にまで達すると、この吸入室（25a）は今度は冷媒が圧縮される圧縮室（25b）となり、ブレード（28b）を隔てて新たな吸入室（25a）が形成される。
【００４９】
また、上記揺動ピストン（28）がさらに公転すると、吸入室（25a）への冷媒の吸入が繰り返される一方、圧縮室（25b）の容積が減少し、該圧縮室（25b）では冷媒が圧縮される。圧縮室（25b）の圧力が所定値となって圧縮機構（20）の外側空間との差圧が設定値に達すると、圧縮室（25b）の高圧冷媒によって吐出弁（46）が開き、高圧冷媒が圧縮室（25b）からケーシング（10）の内部に吐出される。この動作が繰り返される。
【００５０】
ここで、本実施形態１では、上述したように、揺動ピストン（28）が図２（ｃ）の下死点に位置したときに吸入室（25a）の容積が圧縮室（25b）の容積よりも大きくなるようにしている。したがって、図３にシリンダ室の容積変化を示すように、その容積変化量は、揺動ピストン（28）が円形の比較例の場合はほぼ下死点（１８０°）の位置で５０％になるのに対して、この実施形態１の卵形の揺動ピストン（28）の場合は、下死点（１８０°）に達するよりもかなり前に５０％に到達している。
【００５１】
このため、本実施形態では、圧縮室（25b）の圧力が、比較例よりも早く吐出圧に達することになり、吐出行程が比較例よりも長い時間で行われることになる。そして、このように吐出行程が比較的長い時間で行われるので、吐出ガスの流速が遅くなり、吐出抵抗が少なくなる。したがって、本実施形態１では、円形の揺動ピストンを用いた場合よりもピーク圧が低くなり、冷媒の過圧縮が少なくなる。
【００５２】
＜実施形態１の効果＞
このように、本実施形態１によれば、揺動ピストン（28）の外周面形状を非円形にするとともに、シリンダ室（25）の内周面形状をそれに対応する形状として、これらの形状を円形としたときよりも圧縮行程が早く終わり、吐出行程が長く行われるような形状にしているので、冷媒の過圧縮を抑えて動力損失を小さくでき、圧縮機効率の低下を防止できる。
【００５３】
また、この実施形態１では、シリンダ室（25）の内周面形状を、揺動ピストン（28）の揺動時の包絡線に基づいて形成している。これに対し、例えばピストン（28）の外周面と同様にシリンダ室（25）の内周面も真円と楕円の組み合わせにすると、ピストン（28）の揺動により揺動ピストン（28）とシリンダ室（25）とで楕円の接線の傾きが一致しなくなる部分が生じ、シール不能になったり動作不可になったりするが、本実施形態１ではシリンダ室（25）側を上記形状とすることにより、揺動ピストン（28）の円滑な動作と優れたシール性が保証される。
【００５４】
また、この実施形態１では、揺動ピストン(28)の外周面において、ブレード（28b）に対して吐出側を真円に基づいて形成している。一般に、シリンダ室（25）内は揺動ピストン（28）が吐出側に行くほど（例えば図２（ｄ）の状態）、吸入室（25a）と圧縮室（25b）の差圧が大きくなるため、シール性が要求される。そして、例えば吐出側を非円形にした場合は揺動ピストン（28）とシリンダ室（25）の形状精度が出にくいことからシール性が低下しやすいのに対して、この実施形態１では吐出側を真円形状にしているため、必要な形状精度を得やすく、シール性を高められる。
【００５５】
さらに、揺動ピストン（28）の全体が円形の場合は、本実施形態１と比べて吐出行程が短くなり、吐出ガスの流速が早くなってピーク圧が高くなる。これにより、吐出圧の脈動が比較的大きくなり、トルク変動や振動が大きくなるとともに異音が発生しやすいのに対し、この実施形態１ではそのような問題も解消できる。つまり、トルク変動や振動、異音を抑えることができる。
【００５６】
【発明の実施の形態２】
次に、本発明の実施形態２について説明する。この実施形態２は、図４に示すように、揺動ピストン（28）の外周面形状とシリンダ室（25）の内周面形状とを、実施形態１とは異なる形状にしたものである。
【００５７】
この実施形態２の揺動ピストン（28）は、外周面が、ブレード（28b）に対して、吸入側（28a(s)）から吐出側（28a(d)）へ向かって径寸法が小さくなるように、インボリュート曲線などの渦巻き形状に基づいて形成されている。
【００５８】
また、シリンダ室（25）の内周面は、インボリュート曲線に、揺動ピストン（28）の揺動動作による傾きを加味した形状に形成されている。つまり、この実施形態でも、シリンダ室（25）の内周面形状は、揺動ピストンの揺動時の包絡線に基づいて形成されている。
【００５９】
また、この実施形態２では、ブレード（28b）の吸入側の面の幅寸法（揺動ピストン（28）の径方向の長さ寸法）が吐出側の面よりも短くなるため、その寸法差を異径のブッシュ（51,52）を用いることで吸収するようにしている。さらに、偏心軸（33a）と揺動ピストン（28）の本体部（28a）との間には、その間の空間を埋めるようにスペーサ（27）が装填されている。なお、このスペーサ（27）は、揺動ピストン（28）の本体部と一体にしてもよいし別体にしてもよい。この点、実施形態１でも同様である。
【００６０】
また、この実施形態２のその他の構成は、実施形態１と同様である。
【００６１】
この実施形態２においても、圧縮機モータ（30）を起動すると、駆動軸（33）の回転に伴い、ブレード（28b）がブッシュ（51,52）を中心として揺動しながら、ブレード溝（29）内で進退することにより、揺動ピストン（28）の本体部（28a）が、図４（ａ）から図４（ｄ）に示すように、駆動軸（33）の周りを公転する。
【００６２】
したがって、シリンダ室（25）内では、吸入室（25a）における冷媒の吸入と、圧縮室（25b）における冷媒の圧縮・吐出が繰り返され、実施形態１と同様の作用で運転が行われる。
【００６３】
また、この実施形態２においても、図４（ｃ）に示すように、揺動ピストン（28）が下死点に位置するときに、吸入室（25a）の容積が圧縮室（25b）の容積よりも大きくなる。したがって、揺動ピストンを円形にしたときよりも圧縮行程が早く終了し、吐出行程が長い時間でゆっくりと行われる。このため、上記実施形態１と同様に吐出ガスの流速が遅くなり、抵抗が少なくなるため、円形の揺動ピストンを用いた場合よりも過圧縮が少なくなる。その結果、従来と比較して動力損失を小さくでき、圧縮機効率の低下を防止できる。つまり、性能向上を図ることができる。
【００６４】
また、揺動ピストン（28）をインボリュート曲線に沿って形成すると、卵形にする場合よりも加工を容易に行える利点がある。
【００６５】
【発明の実施の形態３】
次に、本発明の実施形態３について説明する。
【００６６】
この実施形態３は、実施形態１のスイング圧縮機（1）と基本的な構造は同一であり、揺動ピストン（28）の一部だけを異なる構成にしたものである。このため、実施形態３では、揺動ピストン（28）以外の部分の構成については説明を省略する。
【００６７】
この実施形態３の揺動ピストン（28）は、図５（ａ）,（ｂ）に示すように、フロントヘッド（22）側の面とリヤヘッド（23）側の面に、いずれも座ぐりによる空隙部（28c）が形成されている。空隙部（28c）は、揺動ピストン（28）における吐出側（28a(d)）よりも突出量の大きな吸入側部分（28a(s)）に形成されていて、吐出側の部分（28a(d)）には形成されていない。
【００６８】
また、上記各実施形態では揺動ピストン（28）の材質は特定していないが、この実施形態３の揺動ピストン（28）には、駆動軸（33）に用いられる鋼材よりも比重の小さなアルミニウムなどの軽比重の金属材料もしくは合成樹脂材料が用いられている。ただし、実施形態１，２においても、同様の材料を用いることができる。
【００６９】
この実施形態３においては、実施形態１と同様の作用により冷媒の吐出行程が長くなることで過圧縮が抑えられるのに加えて、揺動ピストン（28）の比重を小さくし、しかも空隙部（28c）を形成したことによって、揺動ピストン（28）の動作時のバランスが改善され、安定した動作が可能となる。
【００７０】
＜実施形態３の変形例＞
図５（ｃ）には、実施形態３の変形例を示している。
【００７１】
この例では、揺動ピストン（28）には、吐出側（28a(d)）よりも突出した吸入側部分（28a(s)）に、上記空隙部として、座ぐり（28c）とともに貫通孔（28ｄ）を形成している。その他の構成は図５（ａ）,（ｂ）の例と同様である。
【００７２】
このようにすると、揺動ピストン（28）の吸入側（28a(s)）の質量がさらに小さくなるため、運転時の動作の安定性をさらに高めることができる。
【００７３】
【発明の実施の形態４】
次に、本発明の実施形態４について説明する。
【００７４】
この実施形態４では、図６に示すように、２つのシリンダ（19A,19B）が同心上に配置されている。各シリンダ（19A,19B）は、実施形態１と同様の卵形の揺動ピストン（28,28）と、それに対応する形状のシリンダ室（25A,25B）とを有している。また、各揺動ピストン（28,28）の上面側と下面側には、吸入側（28a(s)）の部分に空隙部（28c）が形成されている。
【００７５】
そして、この実施形態４の特徴として、各揺動ピストン（28,28）は、その吸入側（28a(s)）同士が、互いに１８０°位相のずれた位置に配置されている。つまり、２つの揺動ピストン（28,28）は、駆動軸（33）の回転中心に対して、吸入側（28a(s)）同士が常に１８０°の角度で相対する状態を保ちながら回転する。
【００７６】
その他の部分について、構成は上記各実施形態と同様である。
【００７７】
この実施形態４においては、各揺動ピストン（28,28）の吸入側（28a(s)）が駆動軸（33）の回転中心を挟んで対向する位置に配置されており、駆動軸（33）が回転しても、常にこの関係は維持される。したがって、駆動軸（33）の回転時のバランスが良好で、実施形態３と比べてもさらに安定した動作を行うことが可能となる。
【００７８】
【発明の実施の形態５】
次に、本発明の実施形態５について説明する。
【００７９】
この実施形態５は、実施形態３のスイング圧縮機において、駆動軸（33）と揺動ピストン（28）の形状を一部変更したものである。
【００８０】
具体的には、図７に示すように、駆動軸（33）は、偏心軸（33a）の軸方向長さがシリンダ室（25）の軸方向長さよりも短く形成されるとともに、その下部である副軸（33b）が上部である主軸（33c）よりも細径に形成されている。そして、揺動ピストン（28）には、リヤヘッド（23）側の面における吐出側部分（28a(d)）に、径方向内方へ張り出した膨出部（28e）が形成されている。この膨出部（28e）は、揺動ピストン（28）の動作時のバランスウェイトとして機能するものである。
【００８１】
この実施形態５においては、図５に示した実施形態３と同様の作用による運転が行われる際に、バランスウェイト（28e）の働きで揺動ピストン（28）の動作がさらに安定する。したがって、スイング圧縮機（1）としてのより安定した動作が可能となる。
【００８２】
なお、バランスウェイト（28e）は、図では揺動ピストン（28）と一体に形成した例を示したが、揺動ピストン（28）とは別体のものを固定してもよい。また、その場合、揺動ピストン（28）の質量のバランスに合わせてバランスウェイト（28e）の比重や大きさを設定するとよく、場合によっては揺動ピストン（28）のリヤヘッド（23）側とフロントヘッド（22）側の両方にバランスウェイト（28e）を設けてもよい。
【００８３】
【発明のその他の実施の形態】
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００８４】
例えば、揺動ピストン（28）の外周面形状は、上記実施形態１では真円と楕円を組み合わせた卵形とし、実施形態２ではインボリュート曲線に基づく形状としているが、上記形状は、円形としたときよりも圧縮行程が短く、吐出行程が長くなる形状であれば、その他の形状としてもよい。
【００８５】
また、本発明の本質に基づく参考例として、必ずしも揺動ピストン（28）側の形状を基準としてシリンダ室（25）側をその包絡線に基づく形状とする必要はなく、逆に両者の相対的な動作においてシリンダ室（25）を可動側と考え、該シリンダ室（25）の形状を基準として揺動ピストン（28）をその包絡線に基づく形状としてもよい。
【００８６】
つまり、シリンダ室（25）の内周面形状を非円形に形成するとともに、揺動ピストン（28）の外周面形状を、その揺動時におけるシリンダ室（25）の相対動作による内周面の包絡線に基づいて形成し、揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状を、該形状を円形としたときよりも、揺動ピストン（28）の動作時の圧縮行程が短く、吐出行程が長くなる形状に形成してもよい。
【００８７】
このようにすると、例えばシリンダ室（25）の内周面を楕円やインボリュート曲線に基づいて形成し、ピストン（28）側をそれに対応する形状とすることができ、この場合でも上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８８】
また、インボリュート曲線に基づいて形成した実施形態２の揺動ピストン（28）を同軸上で２段に配置してもよい。さらに、実施形態２の揺動ピストン（28）に空隙部（28c,28d）やバランスウェイト（28e）を設けてもよい。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状を、非円形で、かつその形状を円形としたときよりも圧縮行程が早く終わり、吐出行程が長く行われる形状にしているので、過圧縮を抑えることができる。したがって、過圧縮によって動力損失が大きくなるのを防止できるので、圧縮機効率が低下してしまうのを防止できる。
【００９０】
また、揺動ピストン（28）を、ブレード（28b）に対して吸入側（28a(s)）が吐出側（28a(d)）よりも突出するように楕円などの曲面形状に基づいて形成することにより、過圧縮を抑え、効率の低下を防止できる。また、揺動ピストン（28）をこのような形状にしても、シリンダ室（25）の内周面形状は揺動ピストン（28）の揺動時の包絡線に基づいて形成されるため、揺動ピストン（28）の動作は保証される。
【００９１】
また、揺動ピストン（28）の外周面において、ブレード（28b）に対して吐出側（(28a(d)）を真円に基づいて形成している。シリンダ室（25）内では、揺動ピストン（28）が吐出側に行くほど吸入室（25a）と圧縮室（25b）の差圧が大きくなるため、吐出側でのシール性が要求される。そして、吐出側（28a(d)）を非円形にした場合は揺動ピストン(28）とシリンダ室（25）の形状精度が出にくいのに対して、吐出側（28a(d)）を真円に基づいて形成すると必要な形状精度を得やすいため、シール性を高められる。
【００９２】
また、請求項２に記載の発明によれば、揺動ピストン（28）の外周面を、ブレード（28b）に対して吸入側（28a(s)）から吐出側（28a(d)）へ向かって径寸法が小さくなるように、渦巻き形状に形成している。そして、この場合も円形の揺動ピストンを用いた場合よりも過圧縮を抑えることができるため、過圧縮によって動力損失が大きくなるのを防止でき、圧縮機効率が低下してしまうのを防止できる。
【００９３】
また、請求項３に記載の発明によれば、揺動ピストン（28）の外周面形状をインボリュート曲線に基づいて形成している。インボリュート曲線は、加工性が良好であるため、揺動ピストン（28）の全体で必要な形状精度を得やすく、さらにシール性を高められる。
【００９４】
また、請求項４に記載の発明によれば、揺動ピストン（28）における吐出側（28a(d)）よりも突出量の大きな吸入側部分（28a(s)）に空隙部（28c,28d）を形成するようにしているので、簡単な構成で揺動ピストン（28）のバランスをとり、動作を安定させることができる。
【００９５】
また、請求項５に記載の発明によれば、揺動ピストン（28）における吸入側（28a(s)）よりも突出量の小さな吐出側部分（(28a(d)）にバランスウェイト（28e）を設けているので、揺動ピストン（28）のバランスを確実にとり、動作をより安定させることができる。
【００９６】
また、請求項６に記載の発明によれば、同軸上に配置された２つの揺動ピストン（28,28）の吸入側（28a(s)）同士を、その軸心を挟んで対向するように配置しているため、バランスを確実にとることができ、さらに安定した動作が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態１に係るスイング圧縮機の断面構造図である。
【図２】 （ａ）〜（ｄ）図は、圧縮機構の断面形状と動作を示す断面図である。
【図３】 実施形態１のスイング圧縮機におけるシリンダ室の容積変化量を示すグラフである。
【図４】 （ａ）〜（ｄ）図は、本発明の実施形態２に係るスイング圧縮機における圧縮機構の断面形状と動作を示す断面図である。
【図５】 本発明の実施形態３に係るスイング圧縮機を示し、（ａ）図は要部断面図、（ｂ）図は揺動ピストンの形状を示す図、（ｃ）図は（ｂ）図の変形例である。
【図６】 本発明の実施形態４に係るスイング圧縮機を示す要部断面図である。
【図７】 本発明の実施形態５に係るスイング圧縮機を示し、（ａ）図は要部断面図、（ｂ）図は揺動ピストンの形状を示す図である。
【図８】 従来のスイング圧縮機のシリンダ及び揺動ピストンの形状を示す図である。
【符号の説明】
（1） スイング圧縮機（回転式圧縮機）
（10） ケーシング
（19） シリンダ
（20） 圧縮機構
（25） シリンダ室
（28） 揺動ピストン
（28a） 本体部
（28a(s)） 吸入側部分
（28a(d)） 吐出側部分
（28b） ブレード
（28c,28d） 空隙部
（28e） バランスウェイト
（30） 圧縮機モータ

Claims (6)

1. 揺動ピストン（28）に一体的に設けられたブレード（28b）がシリンダ（19）に保持されて揺動しながら該揺動ピストン（28）がシリンダ室（25）内で公転する動作を行う圧縮機構（20）を備えた回転式圧縮機であって、
   揺動ピストン（28）の外周面形状が非円形に形成され、且つ、シリンダ室（25）の内周面形状が揺動ピストン（28）の揺動時における揺動ピストン（28）の外周面の包絡線に基づいて形成され、
   揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状は、該形状を円形としたときよりも揺動ピストン（28）の動作時の圧縮行程が短く、吐出行程が長くなる形状に形成され、
   揺動ピストン（28）の外周面は、ブレード（28b）に対して吸入側（28a(s)）が吐出側（28a(d)）よりも径方向外方へ突出する曲面形状に基づいて形成され、
   揺動ピストン（28）の外周面は、ブレード（28b）に対して吐出側（28a(d)）が真円に基づいて形成されていることを特徴とする回転式圧縮機。
2. 揺動ピストン（28）に一体的に設けられたブレード（28b）がシリンダ（19）に保持されて揺動しながら該揺動ピストン（28）がシリンダ室（25）内で公転する動作を行う圧縮機構（20）を備えた回転式圧縮機であって、
   揺動ピストン（28）の外周面形状が非円形に形成され、且つ、シリンダ室（25）の内周面形状が揺動ピストン（28）の揺動時における揺動ピストン（28）の外周面の包絡線に基づいて形成され、
   揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状は、該形状を円形としたときよりも揺動ピストン（28）の動作時の圧縮行程が短く、吐出行程が長くなる形状に形成され、
   揺動ピストン（28）の外周面は、ブレード（28b）に対して吸入側（28a(s)）から吐出側（28a(d)）へ向かって径寸法が小さくなるように、渦巻き形状に基づいて形成されていることを特徴とする回転式圧縮機。
3. 揺動ピストン（28）の外周面が、インボリュート曲線に基づいて形成されていることを特徴とする請求項２記載の回転式圧縮機。
4. 揺動ピストン（28）には、吐出側（28a(d)）よりも突出量の大きな吸入側部分（28a(s)）に、空隙部（28c,28d）が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１記載の回転式圧縮機。
5. 揺動ピストン（28）には、吸入側（28a(s)）よりも突出量の小さな吐出側部分（28a(d)）に、バランスウェイト（28e）が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１記載の回転式圧縮機。
6. ２つの揺動ピストン（28,28）が軸方向沿いに配置されるとともに、各揺動ピストン（28,28）は、吸入側（28a(s)）同士がその軸心を挟んで対向するように配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１記載の回転式圧縮機。

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